Practica 8 Adsorcion 1

Práctica 8. Adsorción Adsorción I: Estudio de la adsorción sólido solución.

Objetivos: -Realizar el estudio de la adsorción del ácido acético en solución acuosa

en

carbón

activado.

.

- Obtener Obtener la isoterma isoterma de absorción absorción  encontrar encontrar el modelo modelo matemátic matemático o al !ue se ajusten los resultados e"#erimentales obtenidos. Inte$rantes: %i$ueroa Pérez &ar'a %ernanda. (onzález )ara#ia )ara#ia *renda (uadalu#e. Ruiz &éndez +aren ,azmin a Instituto Politécnico -acional. Escuela -acional de )iencias * ioló$icas. e#artamento e#artamento de  *io/'sica. 0aboratorio de %isico!u'mica %armacéutica %armacéutica b (ru#o 1%23. E!ui#o 4 Pro/esor: ,ulio )esar (arc'a &art'nez Resumen En esta #ráctica determinamos el estudio de la adsorción del ácido acético en carbón activ activado ado55 colocamo colocamos s 4 $ de carbón carbón activ activad ado o en 6 vasos vasos de #reci#i #reci#itad tado o con di/eren di/erentes tes concentr concentraci aciones ones de ácido ácido acétic acético o 7)9)OO )OO a .3 .3;5 ;5 .;5 .;5 .45 .45 .35 .35 .9  .1; .1; & <5 #osterio #osteriormen rmente te se estuvieron estuvieron a$itan a$itando do #or 1 minuto minutos s a#ro" a#ro"im imada adament mente e  se /iltra /iltraron ron #ara evitar errores #or la adsorción del ácido en el /iltro. e cada uno de los /iltrados /iltrados tomamos tomamos un al'cuota al'cuota de 4 ml  titulamos con solución solución de aO a una concentración de .4 de aO  utilizamos /enol/tale'na como indicador5  con los mililitros $astados se deb'a determinar la concentración del ácido des#ués de la adsorción. Para Para /inali /inalizar zar al saber saber la concentrac concentración ión del ácido ácido antes antes  des#ués des#ués de la adsorción adsorción se calcul calculó ó la cantidad cantidad de ácido ácido adsorbido adsorbido en 4 $ de carbón activ activad ado o #ara #ara #oder de esta manera inter#retar lo datos de manera adecuada  sacar conclusiones. Introducción El /enómeno de adsorción sobre su#er/icies5 su#er/icies5 tanto tanto l'!uidas l'!uidas como sólidas5 sólidas5 se carac caracter teriza iza #or la e"istenci e"istencia a de una sustanci sustancia a determ determina inada da !ue se #resent #resenta a en maor concentración en esa zona !ue en el resto del sistema. 0a sustancia !ue se concentra en la su#er/icie se denomina adsorbato  la !ue es ca#az de conc concen entr trar ar otr otra en su su#e su#er/ r/ic iciie se conoce como adsorbente. &ediante &ediante la adsorción5 adsorción5 las moléculas moléculas de un soluto se concentran en una su#er/icie sólida #or la acción de /uerzas inte interm rmo olecu lecula lare res s entr entre e el solu solutto  el sólido.74<

%i$ura 4 : %enómeno de adsorción.

0a adsorción adsorción de#ende de#ende de la #resión #resión del $as o la concentración de la sustancia en el l'!uido  varia continuamente al variar la #resión5 concentración  tem#eratura  se #uede #uede =abalr =abalr de dos di/eren di/erentes tes ti#os ti#os de adsorción: a< Adsorción Adsorción /'sica /'sica 7/isisorción< 7/isisorción<:: /uerzas de van der >aalls5 ?@ 3

1

3.P o ) del adsorbato: material dis#onible +,mol5reversible

  desorción

⇒

⇐

)antidad

de

si B ↑  9.Bem#eratura: (eneralmente adsorción es e"otérmica.

P↓5 no es de naturaleza es#ec'/ica 7sitios activos<5 /ormación de multica#as5 el adsórbato conserva su identidad.

la

Isotermas de Adsorción: E"#erimentalmente se #uede determinar la cantidad de sustancia adsorbida al establecerse el e!uilibrio dinámico de la adsorción en donde la $rá/ica describe la cantidad de sustancia adsorbida en /unción de la concentración5 a esta $rá/ica se le conoce como Isoterma de adsorción.

%i$ura

3:  

%isisorción 

Isoterma de 0an$muir.

b< Adsorción !u'mica 7!uimisorción<: /uerzas análo$as al enlace !u'mico 7atracción entre iones o#uestos o coulombicas5 coordinadas o covalentes<5

?@ 3 +,mol5 irreversible

desorción

Isoterma de 0an$muir

⇐

⇒

no =a

si B ↑  P↓ a menos !ue sean

cambios mu drásticos5 es de naturaleza es#ec'/ica 7sitios activos<5 /ormación de monoca#as5 el adsorbato #uede #erder su identidad.

0an$muir intenta e"#licar la isoterma como una adsorción en monoca#a 7monomolecular< en la cual $racias al e!uilibrio adsorción-desorción no =a /ormación de monoca#as. El l'mite de ca#acidad del adsorbente es cuando la monoca#a está com#leta 7re$ión asintótica en la $rá/ica<  a velocidad de adsorción es #ro#orcional a la P  a la /racción de su#er/icie no cubierta 2a  F4Pθo  + 4P 74Gθ< En tanto !ue la velocidad de desorción solo de#ende de la /racción de su#er/icie cubierta. 2d  F3θ En el e!uilibrio de adsorción H desorción se tiene !ue 72a  2d< +4 P74-θ<  F3 θ Di des#ejamos la /racción de su#er/icie cubierta 7θ< dividimos entre Fd  de/iniendo b  Fa  Fd

Θ  +P  4 J +P KKKKK 74< %i$ura 9: Cuimisorción.

0os /actores !ue a/ectan a la cantidad adsorbida son:

L Dustituendo ama" en la ecuación 4 tenemos !ue: a ama" +P  4 J +P KK.. 73<

4.)antidad del adsorbente 7m<: Du#er/icie dis#onible

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Desarrollo Experimental Practica 8 Adsorción I: Estudio de la adsorción sólido solución. )olocar

4 $ de carbón activados en 6 vasos de ##  ) 9)OO con concentraciones de .3;5 .;5 A$itar 1 min.

%i$ura 1 : Isoterma de 0an$muir 

Isoterma de %reundlic= Aun!ue esta isoterma tiene un ori$en em#'rico5 #uede demostrarse teóricamente considerando !ue la ma$nitud del calor de adsorción var'a e"#onencialmente con el recubrimiento de la su#er/icie. En esta isoterma no =a un recubrimiento l'mite ni se #ro#one una adsorción monomolecular5 sino multimolecular.

%iltrar soluciones desec=ando los #rimeros 9.; ml de cada uno tomar una Bitular

)on aO .4 en #resencia de indicador de %enol/tale'na

eterminar la concentración del ácido des ués de la

A #resiones moderadamente bajas la de#endencia de la cantidad adsorbida con la #resión #resenta un com#ortamiento del ti#o: L  FP4n

)9)OO

+  n son constantes. El e"#onente 4n var'a entre 4  .4. Du /orma lineal es 0o$ a  0o$ m J 4n 0o$ cK 79< Resultados  discusión )onclusiones Re/erencias 4< (ilbert= castellan %isico!u'mica5 se$unda edición. Mniversidad de &raland 74N8< ## 1;1 H 16;.

3< Mnidad 9 %enómenos de su#ercie. Adsorción.

%i$ura ; : (rá/ica de %reundlic= 

#ertamento de %isico!uimica MA&. 2isita 44 1 48 a las 44 : ; am Bambien dis#onible en . =tt#:de#a./!uim.unam.m"amdarc=iveroMn idad9Adsorcion4N661.#d/

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